JP2882767B2 - 電子写真定着用オイル塗布ロール及びその製造法 - Google Patents

電子写真定着用オイル塗布ロール及びその製造法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、定着ロールや定着
ベルトを用いた電子写真定着装置において、これら定着
ロール等の表面に離型オイルを塗布するためのオイル塗
布ロールに関し、またかかるオイル塗布ロールの製造法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、電子写真法によって得られた
未定着粉末トナー画像を、紙等の記録媒体上に定着させ
るために、加熱した定着ロールと加圧ロールとの間で熱
圧して溶融定着させるようにした乾式熱定着装置が多用
されている。このような定着装置においては、定着ロー
ルの表面に付着して残留するトナーによるオフセット現
象の発生を防止し、また記録媒体剥離用の分離爪による
定着ロール表面の摩耗を軽減するために、定着装置の運
転中においてシリコーンオイルなどの離型油を、例えば
オイル塗布ロールなどを用いて定着ロール等の表面に塗
布するようにしている。
【０００３】このようなオイル塗布ロールとしては、金
属パイプなどで形成されたロール基体の周囲に油含浸性
表面層を設けて、ロール基体内部に充填した離型油をロ
ールの表面に少しずつ供給するようにした、大量処理用
のオイル塗布ロールがあるが、近時は比較的に画像処理
量が少ない場合が多いため、厚めの油含浸性層を設けた
ロールにあらかじめ離型油を含浸させておき、離型油が
消耗するまで使用して使い捨てる、簡素型のオイル塗布
ロールが利用されるようになっている。
【０００４】ところが従来の簡素型のオイル塗布ロール
は、表面に溶融したトナーが付着するなどのために、オ
イル塗布量を適切な範囲に制御することが必ずしも容易
ではなかった。そこでオイル塗布ロールの表面の離型性
を高めると共にオイル塗布量を制御するために、オイル
を保持した肉厚の多孔質組織材の表面に多孔質ポリテト
ラフルオロエチレンからなるオイル透過制御層を設けた
オイル塗布部材が提案されている（特開平４−１３９４
７７号）。かかるオイル塗布ロールは、メラミン樹脂多
孔体の表面に、熱硬化型接着剤をグラビアコートした多
孔質ポリテトラフルオロエチレン膜を巻き付けて、熱融
着する方法で製造されるものであった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような多孔質ポリテトラフルオロエチレンの表面層を有
するオイル塗布ロールにおいては、メラミン樹脂多孔体
の表面にポリテトラフルオロエチレン膜を、熱硬化型の
接着剤を用いて熱融着しているので、オイル塗布量の分
布が均一でないうえ、目詰まりを起こし易いために、ロ
ール表面への融着したトナーの付着を完全には防止でき
ず、オイル塗布ロール上で凝集したトナーが再び定着ロ
ール表面に転写されて、複写画像の汚れを引き起こすと
いう不具合があった。
【０００６】そこで本発明は、多孔質ポリテトラフルオ
ロエチレンの表面層を有するオイル塗布ロールの欠点で
あるオイル塗布量のムラ及び使用中にトナーによる目詰
まりを起こしてオイル塗布量が減少する問題を解消し、
更に画像汚れを防ぐ性能も改良された電子写真定着用オ
イル塗布ロールを提供することを目的とした。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記のような本発明の目
的は、ロール基体上にオイル保持体を設けると共にその
外周面に密着した多孔質フッ素樹脂表層を設けてなるオ
イル塗布ロールにおいて、該多孔質フッ素樹脂表層は最
大孔径が０．１μｍ以下であり、透気度（ガーレー数）
が５００〜６０００秒／１００ｃｃの範囲内にあり、且
つ表面粗さがＲａ０．５μｍ未満であることを特徴とす
る、電子写真定着用オイル塗布ロールによって達成され
る。
【０００８】更にかかる本発明の電子写真定着用オイル
塗布ロールは、多孔質フッ素樹脂表層が、好ましくはポ
リテトラフルオロエチレンからなるものであり、更に耐
摩耗性の点から、厚さが０．０５mm以上であることが望
ましい。
【０００９】また、かかる本発明の電子写真定着用オイ
ル塗布ロールは、ロール基体上にオイル保持体を設けた
のち、３０％以上の加熱収縮性を有する多孔質フッ素樹
脂からなる筒状フィルムを装着してロール体を得、次い
で該ロール体を加熱して該筒状フィルムを該ロール基体
端部まで被覆するように密着させることにより、請求項
１記載の電子写真定着用オイル塗布ロールを製造するに
あたって、前記多孔質フッ素樹脂フィルムとして最大孔
径が０．１μｍ以下であり、空孔率が２５〜５０％であ
り、透気度が５００〜４０００秒／１００ｃｃであっ
て、且つ表面粗さがＲａ０．５μｍ未満であるものを用
いるものである。
【００１０】この際、ロール基体上にオイル保持体を設
けたのち、多孔質フッ素樹脂からなる筒状フィルムを密
着させるに当たって、該筒状フィルムの端縁部を少なく
も軟化温度以上に加熱して筒状フィルム端部で被覆され
たロール体端面を形成し、更に全体を加熱して該筒状フ
ィルムをロール体周面に密着させる方法を採用すること
ができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明のオイル塗布ロールを、図
１〜３に基づいて説明する。本発明のオイル塗布ロール
２０は、ロール基体１と、オイルを含浸した不織布や不
織紙などからなるオイル保持層２とオイルを含有した合
成皮革や多孔質樹脂などからなるオイル保持弾性層３と
の少なくとも一方を含んでなるオイル保持体１０と、多
孔質フッ素樹脂からなる表層４とから構成されている。
【００１２】ここで表層４は、好ましくはポリテトラフ
ルオロエチレンなどのフッ素樹脂からなる多孔質のフィ
ルムからなり、最大孔径が０．１μｍ以下で、透気度が
５００〜６０００秒／１００ｃｃの範囲内にあり、且つ
表面粗さがＲａ０．５μｍ未満であることが必要で、好
ましくは更に厚さが０．０５ｍｍ以上であるのがよい。
ここで最大孔径が０．１μｍを越えるか、又は表面粗さ
がＲａ０．５μｍを越えると、トナーによる目詰まりや
画像汚れの発生によって使用寿命が短くなり、また透気
度が５００秒／１００ｃｃより小さな値となると、定着
装置の運転に支障が起こり、６０００秒／１００ｃｃよ
り大きな値となると、オフセットが発生し易くなるほ
か、本発明の効果を損なうので好ましくない。
【００１３】このような本発明のオイル塗布ロール２０
を製造するには、以下のような手順を踏むことが好まし
い。すなわち、先ず常法によってロール基体１の周りに
不織布や不織紙などを巻き付けてオイル保持層２を形成
し、その周りに合成皮革や多孔質樹脂などの油透過抑制
性シートを巻き付けてオイル保持弾性層３を形成する。
更に、こうしてオイル保持体１０が形成されたロール体
を、例えばシリコーンオイルなどの離型油中に浸漬する
などの方法で、所定量のオイルが含浸した含油ロール体
を作成する。
【００１４】次に、最大孔径が０．１μｍ以下であり、
空孔率が２５〜５０％であり、透気度が５００〜４００
０秒／１００ｃｃであって、且つ表面粗さがＲａ０．５
μｍ未満という性状を有し、３０％以上の加熱収縮性を
有する多孔質フッ素樹脂からなる筒状フィルムを、上記
のオイルを含浸したロール体に嵌着する。かかる多孔質
フッ素樹脂からなる筒状フィルムは、例えば特公平５−
３３６５０号に記載された方法によって製造することが
できるが、この方法で製造されたフッ素樹脂管の中か
ら、上記の性状に合致するものを選択して用いることが
重要である。特に、加熱収縮性が３０％以上でないと、
表層の密着性が十分でない恐れがあり、信頼性の高いオ
イル塗布ロールは得られない。
【００１５】このような筒状フィルムを嵌着したロール
体は、先ずその両端縁部を少なくともフッ素樹脂の軟化
温度以上に加熱して、筒状フィルムの端部のみを３０％
以上収縮させることにより、ロール基体１及びオイル保
持体１０の端部に筒状フィルムの端部によって被覆され
た端面を形成する。そして次に、ロール体全体を加熱し
て筒状フィルム全体を収縮させることにより、オイル保
持体１０の周面全体に多孔質フッ素樹脂表層を形成す
る。このようにすると、周面のフッ素樹脂表層部分が、
最大孔径が０．１μｍ以下で、透気度が５００〜６００
０秒／１００ｃｃの範囲内にあり、表面粗さがＲａ０．
５μｍ未満であるような、トナー付着による画像汚れを
起こさず、長寿命であって信頼性の高い、本発明の電子
写真定着用オイル塗布ロールが得られる。なお、かかる
本発明の電子写真定着用オイル塗布ロールの表層部分
は、通常６０°鏡面光沢が３０％以上であり、更に厚さ
が０．０５ｍｍ以上という性状を有しているものであ
る。
【００１６】
【実施例】
（参考例）外径１２mm、長さ３１０mmのアルミニウム製
ロール基体１の外周に、ロックウール紙を厚さが５mmと
なるまで多数回巻き付け、更に芳香族ポリエステル極細
繊維からなる厚さ１mmの皮革様シートをスパイラルに巻
き付けて、オイル保持体１０が形成された外径２４mmの
ロール体を作成した。次いでこのロール体を、離型油と
しての粘度３０００cSt のシリコーンオイル中に４８時
間浸漬放置して、シリコーンオイルを６０ｇ含んだオイ
ル保持体を有する含油ロール体を得た。
【００１７】（実施例Ａ）ポリテトラフルオロエチレン
・ファインファイバーを、通常のペースト押出チューブ
成形法により焼結押出して、外径７．４mm、内径６．７
mmの樹脂管を得た。次に、鏡面仕上げした内径２７mmの
筒状金型内にこの樹脂管を挿入して２８０℃まで加熱
し、樹脂管内に３kg／cm2 の空気圧をかけて膨張させる
と共に、長さを１５０％まで伸長させた。そして、冷却
して取り出した筒状フィルムａの性状を後記の表１の試
験方法に従って調べたところ、最大孔径が０．０７μｍ
以下、空孔率が４５％、透気度が８００秒／１００ccで
あり、表面粗さがＲａ０．２μｍで、厚さが０．０９mm
という性状を有し、且つ３０％以上の加熱収縮性を有し
ていた。
【００１８】次に、参考例で得た含油ロール体に対して
上記の筒状フィルムを嵌着し、ロール体よりはみ出した
筒状フィルムの端部に約３００℃の熱風を吹きつけ、筒
状フィルム端部を収縮させてロール体の端面に被着固定
した。その後、これを１５０℃の恒温槽中に入れて１時
間保持し、ロール体の外周面全体に密着した表層４を有
する本発明のオイル塗布ロールＡを得た。
【００１９】次に、外径４０mmで表面にポリテトラフル
オロエチレンの被覆層を有する定着ロールと、外径４０
mmで、厚さ５mmのシリコーンゴム層の上に厚さ７０μｍ
のＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアル
キルビニルエーテル共重合体）チューブを被着した加圧
ロールとを備えた試験用複写機に、上記のオイル塗布ロ
ールＡを、軸受けに各２００gfの荷重をかけて定着ロー
ルに周接し、且つ従動するように取り付けた。そして画
像比率３０％のラインチャートを原稿とし、６４g/ｍ2
のＡ４普通紙を用いて、定着温度１８５℃で、５５枚／
分の複写速度の連続通紙で複写試験を行い、オイル塗布
ロールの表面汚れ、及びオイル塗布量の変化を調べたと
ころ、複写枚数が５００００枚を越えてもロールの表面
に汚れが認められず、オイル塗布量も安定していた。
【００２０】その一方で、オイル塗布ロールＡの表層を
切り取ってその性状、即ち最大孔径（μｍ）、透気度
（秒/100cc）、表面粗さ（Ra、μｍ）、並びに厚さ（m
m）、光沢度（％）を、後記の表１の試験方法に従って
測定した。そしてその測定結果と上記の複写試験結果と
を、筒状フィルムａの性状と共に表２に示した。
【００２１】
【表１】 最大孔径：コールターポロメータ（コールターエレクト
レット社製）で測定。 単位：μｍ 透気度（ガーレー数）：Ｂ型ガーレー式デンソメータ
（テスター産業社製）で測定。 単位：秒／１００cc 空孔率：比重測定により次式により算出。単位：％ 空孔率＝（ｄ1 −ｄ2 ）／ｄ1 ×１００ ｄ1 ：膨張前樹脂管の比重、ｄ2 ：膨張後樹脂管の比重 表面粗さ（Ra）：表面粗さ形状測定器サーフコム４７０
Ａ（東京精密社製）で測定。 単位：μｍ 光沢度：デジタル変角光沢計（スガ試験機社製）で、６
０°の鏡面反射を測定。 単位：％ 厚さ：スクリューマイクロメータで測定。 単位：mm
【００２２】（実施例Ｂ、Ｃ、及び比較例Ｄ、Ｅ）実施
例Ａで作成したものと同じポリテトラフルオロエチレン
の焼結押出樹脂管を用いて、それぞれ少しずつ膨張条件
を変えた他は実施例Ａと同様な方法で、ポリテトラフル
オロエチレンの筒状フィルムｂ〜ｅを作成した。そし
て、参考例で作成した含油ロール体と組み合わせて、そ
れぞれ実施例Ａと同じ方法に従ってオイル塗布ロールＢ
〜Ｅを作成し、これらのオイル塗布ロールＢ〜Ｅについ
て表層の性状を調べた。その後、実施例Ａと全く同様な
条件で複写試験を行って得た結果を、それぞれ筒状フィ
ルムの性状及びオイル塗布ロールの表層の性状と共に、
表２に併せて示した。
【００２３】（比較例Ｆ）実施例Ａで作成したものと同
じポリテトラフルオロエチレンの焼結押出樹脂管を用
い、内面が艶消し面である点のみが異なる筒状金型を使
用した他は実施例Ａと同様の方法で、表面粗さがＲａ
０．５μｍであることのみが筒状フィルムａとは異なる
筒状フィルムｆを作成した。そして、参考例で作成した
含油ロール体と組み合わせて、実施例Ａと全く同じ方法
に従ってオイル塗布ロールＦを作成し、その表層の性状
を調べた。その後、実施例Ａと全く同様な条件で複写試
験を行って得た結果を、筒状フィルムの性状及びオイル
塗布ロールの表層の性状と共に、表２に併せて示した。
【００２４】（比較例Ｇ）実施例Ａと同様な方法で、外
径１９．０mm、内径１８．７のポリテトラフルオロエチ
レンの焼結押出樹脂管を作成し、これを実施例Ａと同様
な方法で長さ方向に２００％まで膨張させて、周方向の
加熱収縮性が約２０％であったほかは、筒状フィルムａ
と殆ど同様な性状を有している筒状フィルムｇを作成し
た。そしてこの筒状フィルムｇと参考例で作成した含油
ロール体とを組み合わせて、実施例Ａと同じ手順に従っ
てオイル塗布ロールＧを作成し、その表層の性状を調べ
た。その後、実施例Ａと全く同様な条件で複写試験を行
ったところ、表層にシワとズレが発生する場合があり、
再現性のある試験結果は得られなかった。
【００２５】（比較例Ｈ）特開平４−１３９４７７号公
報の実施例の記載に従って、最大孔径が０．３μｍ、空
孔率が７０％、透気度が１００秒／１００cc、表面粗さ
がＲａ０．８μｍ、厚さが０．０３mmの多孔質ポリテト
ラフルオロエチレンの焼成フィルムｈを、参考例で作成
した含油ロール体の周面に巻き付け、熱硬化性接着剤に
より固定してオイル塗布ロールＨを作成した。そして、
実施例Ａと全く同様な条件で複写試験を行ったところ、
初期よりトナー付着が発生し、複写枚数が３０００枚を
過ぎた頃から画像汚れが顕著となり、またオイル塗布量
も初期は適当であったが徐々に減少することが認められ
た。
【００２６】
【表２】
【００２７】
【発明の効果】本発明の定着装置用オイル塗布ロール
は、フッ素樹脂表層による耐久性と離型性とを兼ね備え
ながら、目詰まりを起こさずに長期にわたってムラがな
く適度のオイル供給量を維持することができたものであ
り、しかもトナーの付着による汚れが発生し難く、オフ
セット防止効果が優れるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のオイル塗布ロールの構造を示す横断面
図である。
【図２】本発明のオイル塗布ロールの製造工程におい
て、表層となる筒状フィルムを嵌着した状態を示す縦断
面図である。
【図３】本発明のオイル塗布ロールの、表層が固定され
た状態を示す一部破断面図である。
【符号の説明】
１ ロール基体 ２ オイル保持層 ３ オイル保持弾性層 ４ 表層 １０ オイル保持体 ２０ オイル塗布ロール
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−48879（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−178992（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−169678（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−172186（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−200177（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−229477（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−267982（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−93123（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−47085（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−123076（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−155075（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−155077（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−155078（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−174079（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−174080（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−13178（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−26880（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−89287（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−139477（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−168466（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−269711（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−191567（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−234598（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−50425（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−320630（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−166933（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−30158（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−48553（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−48554（ＪＰ，Ｕ) 特表 平７−500927（ＪＰ，Ａ) 特表 平７−505484（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G03G 15/20

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ロール基体上にオイル保持体を設けると
    共にその外周面に密着した多孔質フッ素樹脂表層を設け
    てなるオイル塗布ロールにおいて、該多孔質フッ素樹脂
    表層は最大孔径が０．１μｍ以下であり、透気度が５０
    ０〜６０００秒／１００ｃｃの範囲内にあり、且つ表面
    粗さがＲａ０．５μｍ未満であることを特徴とする、電
    子写真定着用オイル塗布ロール。
  2. 【請求項２】 前記多孔質フッ素樹脂表層は厚さが０．
    ０５ｍｍ以上である、請求項１に記載の電子写真定着用
    オイル塗布ロール。
  3. 【請求項３】 前記フッ素樹脂がポリテトラフルオロエ
    チレンである、請求項１又は２に記載の電子写真定着用
    オイル塗布ロール。
  4. 【請求項４】 ロール基体上にオイル保持体を設けたの
    ち、３０％以上の加熱収縮性を有する多孔質フッ素樹脂
    からなる筒状フィルムを装着してロール体を得、次いで
    該ロール体を加熱して該筒状フィルムを該ロール基体端
    部まで被覆するように密着させることにより、請求項１
    記載の電子写真定着用オイル塗布ロールを製造するにあ
    たって、前記多孔質フッ素樹脂フィルムとして最大孔径
    が０．１μｍ以下であり、空孔率が２５〜５０％であ
    り、透気度が５００〜４０００秒／１００ｃｃであっ
    て、且つ表面粗さがＲａ０．５μｍ未満であるものを用
    いることを特徴とする、電子写真定着用オイル塗布ロー
    ルの製造法。
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